Проблемы прогнозирования и предупреждения паводковой опасности и риска и возможные пути их решения
Проблемы прогнозирования и предупреждения паводковой
опасности и риска и возможные пути их решения
А.Ю. Кудрин, С.А. Качанов, Г.М. Нигметов
Современные
средства мониторинга гидрологических опасностей с космоса, с воздуха и с
поверхности земли, а также современные программно-технические средства
позволяют с оптимизмом подходить к проблеме прогнозирования и предупреждения
паводковой опасности и риска. Для принятия решения по предупреждению паводковой
опасности необходимо своевременно знать место, время и мощность ожидаемых
паводков.
В
настоящее время прогноз паводковой опасности на период паводка формируется в
начальных числах марта по всей территории России в Гидрометеоцентре.Прогноз
формируется на основе исходных данных, получаемых с постов наблюдений на реках,
метеостанций, и спутниковых данных. Прогноз поступает в региональные и
федеральные органы МЧС России, где принимается окончательное решение на
реагирование. Понятно, что оправдываемость краткосрочного прогноза паводковой
опасности будет сильно зависеть не только от точности измеряемых на гидропостах
параметров – уровня воды и ее расхода, но и от количества снега в бассейнах рек,
от степени мерзлоты грунта и его рельефа, от прогнозируемых
температурно-влажностных условий, от толщины льда, от состояния русла рек и
других факторов.
На
проблему предупреждения паводковой опасности можно посмотреть с двух сторон: с
одной стороны, необходимо совершенствовать мониторинг паводковой опасности –
наращивать сеть водомерных постов, оснащать водомерные посты современным
оборудованием, позволяющим производить съемку и передачу параметров в реальном
времени, совершенствовать модели прогнозирования паводковой опасности. С другой
стороны, необходимо обеспечивать паводковостойкость (или снижение уязвимости)
возможных объектов воздействия.
Таким
образом, чтобы снизить ущерб и потери от паводков, необходимо своевременно
решать задачи, связанные с оценкой опасности и уязвимости:
а)
на стадии подготовки к паводкам: своевременно спрогнозировать место, время и
мощность ожидаемых паводков в долгосрочном, среднесрочном и краткосрочном
режимах времени;
2)
оценивать паводковостойкость возможных объектов воздействия: в первую очередь
зданий и сооружений (плотин, мостов, трубопроводов, ЛЭП, дорог и других
объектов). Эта задача связана с оценкой уязвимости возможных объектов
воздействия паводка; оценить возможные потери и ущерб при известных
прогнозируемых параметрах паводков во всех режимах прогнозирования;
б)
на стадии возникновения паводков:
-
своевременно оценивать возможные потери и ущерб при фактических параметрах
паводков и с учетом оперативного прогнозирования возможных параметров паводков
при возможных заторах и зажорах;
-
оценивать уязвимость возможных объектов (зданий и сооружений) после первичного
воздействия паводков;
-
определять необходимые силы и средства и рациональные сценарии реагирования;
в)
на стадии ликвидации последствия паводков:
-
оценивать степень повреждения зданий, сооружений и других объектов и определять
фактический ущерб;
-
оценивать территорию для возможного нового паводковобезопасного строительства и
ведения народного хозяйства.
Как
мы видим, на всех стадиях борьбы с паводковой опасностью необходима базовая
информация о местности и объектах, расположенных на ней:
-
о гидропостах, метеостанциях и других пунктах наблюдения, обеспечивающих
мониторинг паводковой опасности;
-
о грунтах и рельефе местности;
-
о реках при различных режимах их состояния;
-
о населенных пунктах и населении;
-
о зданиях и сооружениях.
При
расчете возможного ущерба от воздействия паводков возможны два случая: первое –
при медленном затоплении (минуты, часы) территории, при этом основными
поражающими факторами являются высота затопления и время затопления; при
быстром затоплении основными поражающими факторами являются скорость потока
воды и высота волны. Существенное влияние на формирование параметров высоты
затопления и скорости волны оказывает рельеф местности. Пример создания
цифровой модели местности с помощью лазерного сканера приведен на рис. 1
(рисунок предоставлен фирмой «Геокосмос-ГИС», входящей в состав Агентства МЧС
России по мониторингу и прогнозированию ЧС).
Для
уточнения данных о местности и объектах на местности применяются космические и
авиационные снимки. Примером рационального сквозного подхода от прогнозирования
до реагирования явились учения, проведенные в реальных условиях при подготовке
к паводковоопасному периоду в Вологодской области в районе г. Великий Устюг. На
рис. 3 приведен расчетный случай оценки параметров разлива реки с учетом
возможного образования ледяного затора.
Для
расчета возможных последствий воздействия наводнений на здания и сооружения и
находящихся в них людей важно знать уязвимость зданий и сооружений и грунтового
массива. Разработанная в Агентстве технология позволяет выполнять оценку
уязвимости системы грунт–здание с применением метода динамических испытаний.
Трехкомпонентные датчики ускорения устанавливаются на поверхности грунта и в
самом здании по всей высоте. Динамические испытания проводятся последовательно
от более общего к более частному, то есть от испытания всей системы
грунт–здание до испытания выявленных слабых отдельных конструктивных элементов.
Дополнительно проводится изучение грунтового массива с применением метода
сейсморазведки и электромагнитной томографии с использованием георадаров.
По
результатам комплексного анализа полученных данных определяется уязвимость
системы грунт–здание (сооружение). Прогнозируемые данные по параметрам
возможного наводнения и полученные данные по уязвимости системы грунт–здание
(сооружения) являются исходными для модели по оценке последствий, встроенной в
геоинформационную систему.
По
результатам моделирования воздействия наводнения на систему грунтздание
(сооружение) получаются возможные в долях от целого разрушения зданий
(сооружений) и численные потери среди людей, находящихся внутри зданий и
сооружений. Полученные результаты дают возможность оценить изменение
индивидуального паводкового риска во времени с учетом изменения параметров
наводнения и уязвимости зданий (сооружений) и, следовательно, выполнять
мониторинг индивидуального паводкового риска. Технология оценки уязвимости
системы грунт–здание после воздействия катастрофического наводнения была
апробирована в Республике Германия. По результатам обследования пострадавших от
наводнения домов составлялись паспорта безопасности, где определялись параметры
уязвимости системы грунт–здание и давались рекомендации по повышению устойчивости
системы.
Список литературы
Для
подготовки данной работы были использованы материалы с сайта http://www.securpress.ru/